第二章钢结构体系
一大跨度钢结构体系
用于飞机库(北京机场四机位库)、汽车库、火车站、会议厅、体育馆、体育场、展览馆、影剧院等;
网架结构
崎玉体育场
网壳结构：是指杆件沿某个曲面有规律地布置而组成的空间结构体系，以薄膜力为主要受力特征，大部分荷载由网壳杆件的轴向力承受。
三越松山店网壳上海浦东科技城网壳
日本广岛GRADEN空间钢结构网壳
悬索结构P125图4－20
膜结构分骨架式膜结构、充气式膜结构（见《结构概念与体系》P303
图11－10）、张拉式膜结构，具体见膜结构.ppt
城崎Sea-land体育场膜结构德国汉堡网球场膜结构
日本静冈体育场膜结构德国慕尼黑机场膜结构
野尺温泉综合游泳馆膜结构德国斯图加特体育场膜结构
迪拜酒店膜结构加拿大温哥华BC体育馆充气膜结构
美国新泽西州动物园膜结构美国依阿华州综合体育馆充气膜结构
泰国国际机场膜结构泰国曼谷酒店膜结构
新加坡机场膜结构
拱式结构见《结构概念与体系》P287图11－5
深圳彩虹大桥清华大学综合体育馆拱壳预应力钢结构
张拉整体结构
张拉整体雕塑
二高层钢结构体系
用于旅店、饭店、公寓、办公大楼、住宅；框架结构P139图4－43
中华世纪坛钢结构筒体结构
框筒结构
筒中筒结构
束筒结构见P3图1－2
巨型结构分巨型悬挂结构，见《结构概念与体系》P273图11－1；见《高层钢结构建筑设计资料集》P23图3－3、3－4
三高耸钢结构体系
用于电视塔、微波塔、通讯塔、输电线路塔、石油化工塔、大气监测塔、火箭发射塔、旅游瞭望塔、钻井塔、排气塔、水塔、烟囱；
发射神州飞船的塔架
四板壳钢结构体系
用于大型储油库、煤气库、炉壳、大直径高压输油管道、船闸闸门；五工业厂房钢结构体系
用于冶金工厂的平炉车间、初轧车间、混铁炉车间；重机厂的铸钢车间、锻压车间；造船厂的船台车间、飞机制造厂的装配车间；其他车间；
屋盖结构：见《建筑钢结构设计》P65图3－1；P66图3－2、图3－3
六轻型钢结构体系
用于中小型房屋结构、体育场看台雨蓬、小型仓库；
门式刚架,P121图4－12
门式刚架
圆钢结构
钢管结构
葡萄牙里斯本车站法国卡巴里奥收费站钢管结构薄壁型钢结构
拱形波纹屋盖结构
七桥梁钢结构
用于各种跨度的桥梁
斜拉桥见《结构概念与体系》P276图11－2
广东紫洞大桥 Clifton悬链桥
伦敦塔桥
美国匹兹堡第六街大桥
纽约布鲁克林（ Brooklyn）吊桥
铁索桥
Royal Gorge Bridge
悬索桥
八移动钢结构
用于塔式起重机、龙门起重机、缆索起重机、桥式吊车、水工闸门、装配式房屋
九海洋平台钢结构
秦皇岛海上石油平台
钢结构体系的主要类型分析 钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢 板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆 钉连接。因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。按不 同分类标准分类如下： 一、钢结构按用途包括四个类型：高耸钢结构、板壳钢结构、工业厂房钢结构、轻型 钢结构。 1、高耸钢结构 高耸结构包含电视塔、微波塔、通讯塔、高压输电线路塔、石油化工塔、大气监测塔、火箭发射塔、旅行嘹望塔、钻井塔、排气塔、水塔、烟囱等，而大多数高耸结构均选用钢 结构。336m高的黑龙江电视塔是中国当前最高的钢结构多功能电视塔，同一类型200～ 300m的钢塔还有许多。中国在20世纪60—-70年代建成的大型钢塔桅结构有200m广州电视塔、210m上海电视塔、194m南京跨过长江输电线路塔、325m北京环境气候桅杆。1990 年完工的212m汕头电视塔、260m大庆电视塔等也都是钢结构。量大而面广的高耸结构是 通讯塔和输电塔，跟着信息和电力开发，这种50m左右的钢塔将遍及神州大地。 2、板壳钢结构 需求密闭的容器，如大型储油库、煤气库、炉壳等需求能接受很重庆钢结构大内力及 温度急剧改变的高炉结构、大直径高压输油管道都是板壳钢结构，还有一些大型水工结构 的船闸闸口也是板壳结构。 3、工业厂房钢结构 钢结构通常用于重型车间的承重骨架，例如冶金工厂的平炉车间、初轧车间、混铁炉 车间，重型机器厂的铸钢车间、水压机车间、锻压车间，造船厂的船台车间，飞机制造厂 的装配车间，以及其他工厂跨度较大车间的屋盖、吊车梁等。中国鞍钢、武钢、包钢和上 海宝钢等几个闻名的冶金联合企业的许多车间都选用了各种规划的钢结构厂房，上海重型 机器厂水压机车间、上海江南造船厂中也都有巨大的钢结构厂房。 4、轻型钢结构 轻型钢结构通常指由圆钢、小角钢、薄壁型钢或薄钢板焊接而成的结构。轻型钢结构 的长处是自重轻、造价低、出产制造工厂化程度高、现场装置工作量小、建造速度快，一 起外型漂亮、内部空阔、修建面积及空间利用率高，因此在修建商场极具竞争力。近几年 来轻型钢结构在中国开展迅速，其使用规模已从工业厂房、中小型房屋修建、体育场看台 雨篷、小型库房等向住所、别墅开展。
第一章绪论钢结构的特点 1、钢结构自重较轻 2、钢结构工作的可靠性较高 3、钢材的抗振（震）性、抗冲击性好 4、 钢结构制造的工业化程度较高，施工周期短5、钢材的塑性，韧性好6、钢材的密闭性好7、钢材的强度高8、普通钢材耐锈蚀性差9、普通钢材耐热不耐火10、钢材低温时脆性增大。钢结构的应用范围： 大跨度结构：用钢结构重量轻。高层建筑：用钢结构重量轻和抗震性能好。强度高，截面尺寸小，提高有效使用面积。工业建筑：用钢结构施工周期短，能承受动力荷载。 轻质结构：冷弯薄壁型钢，轻型钢。高耸结构：轻，截面尺寸小。抗震抗风。 活动式结构：轻。可拆卸或移动的结构：轻，运输方便，拆卸方便。 容器和大直径管道：密闭性好。抗震要求高的结构，急需早日交付的结构工程，特种结构。结构设计的目的：安全性，耐久性，适用性。 影响结构可靠性的因素：荷载效应S 和结构抗力R Z=R-S Z 表示结构完成预定功能状态的函数，简称功能函数。Z=0 极限状态。概论极限状态设计方法： 承载能力极限状态： 1.整个结构或结构的一部分失去平衡，如倾覆等. 2.结构构件或链接因超过材料的强度而破坏，包括疲劳破坏，或过度变形不适于继续承载。 3.结构转变为机动体系 4.结构或结构构件丧失整体稳定性。 5.低级丧失承载能力而破坏。正常使用极限状态： 1.影响正常使用或外观的变形 2.影响正常使用或耐久性能的局部破坏（包括裂缝）影响正常使用的振动。影响正常使用的其他特定状态。 可靠度：结构在规定的设计使用年限内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。钢结构连接是以破坏强度而不是屈服作为承载能力的极限状态。 第二章钢结构的材料钢材按照脱氧方法，分为沸腾钢，半镇静钢，镇静钢，脱氧剂硅和锰。 热轧型钢：钢锭加热至1200-1300 度，通过轧钢机将其轧制成所需形状和尺寸。热处理：淬火，正火，回火。 钢材疲劳：在反复荷载下在应力低于钢材抗拉强度甚至低于屈服点时突然断裂，属脆性破坏原因：焊接结构：应力幅 非焊接结构：应力幅+ 应力比 1.钢材的强度设计值为什么要按厚度进行划分？同种类钢材，随着厚度或者直径的减小，钢材的轧制力和轧制次数的增加，钢材的致密性较好，存在大缺陷的几率较小，故强素会提高，而且钢材的塑性也会提高。 2.碳，硫，磷对钢材的性能有哪些影响？碳含量增加，强度提高，塑性，韧性和疲劳强度下降，同时恶化可焊性和抗腐蚀性。 硫使钢热脆，即高温时钢材变脆。降低钢的塑性韧性，可焊性耐疲劳性能，有害成分。<0.045% 磷使钢冷脆。即低温时使钢变脆。含量应<0.05% 但磷也可提高钢材的强度和抗锈性。<0.12% 氧使钢热脆。 3.促使钢材转脆的主要因素有哪些？ （1）钢材质量差、厚度大：钢材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量过高,晶粒较粗,夹杂物等 冶金缺陷严重,韧性差等；较厚的钢材辊轧次数较少，材质差、韧性低，可能存在较多的冶金缺陷。 （2）结构或构件构造不合理：孔洞、缺口或截面改变急剧或布置不当等使应力集中严重。 （3）制造安装质量差：焊接、安装工艺不合理,焊缝交错,焊接缺陷大,残余应力严重；冷加工 引起的应变硬化和随后出现的应变时效使钢材变脆。 （4）结构受有较大动力荷载或反复荷载作用：但荷载在结构上作用速度很快时（如吊车行进时由于轨缝处高差而造成对吊车梁的冲击作用和地震作用等），材料的应力- 应变特性就要发生很大的改变。随着加荷速度
近年来随着混凝土结构的工程建筑出现不同程度的质量问题被大众所质疑，究其原因因为混凝土技术在当下已经日趋完善。但是即使是技术不停地发展还是有它的弊病比如说施工速度较慢，并且污染环境、浪费材料。在大力倡导绿色建筑的今天，钢结构建筑显然具有更多的优势。框架结构更加可靠、标准化程度高，污染程度较小，设计施工周期短。并且可以满足私人订制的要求。随着钢结构被广泛使用，钢结构的体系也越来越完善，下面就为大家介绍一下。 用于房屋建筑的结构体系有： 1、平面承重结构体系 平面结构体系有承重体系和附加构件两部分纸成,其中承重体系是由一系列相互平行平面结构组成,承担该结构平面内的竖向荷载和横向水平荷载,并传递到基础。附加构件由纵向构件及支
撑组成,将各个平面结构连成整体,同时也单受结构平面外的纵向水平力。轻式刚架结构(图1)是最近几年来广泛应用的平面承重结构体系,除厂房建筑外,还有商业建筑(如超市等)、汽车展厅、体育馆等。常用的有两铰刚架、三铰刚架及无铰刚架,梁柱戒有等截面及变截面两种形式。 2、空间受力结构体系空间受力结构体系分为网性室间结构和柔性闻结构等。 （1）刚性空间结构的网格结构有网架结构和网壳结构、桁架结构网架结构。下图是空间网格结构的一种.它是以大致相同的格子或尺寸较小的单元组成。由于网架结构其有优献的结刊性能,良好的经济性、安全性与适用性,在我国的应用也比较广泛,特别是在大型公共建筑和工业厂房屋盖中更为常见。人们通常将平板型的空间网格结构称为网架,将曲面型的空闻网格结构称为网壳。 （2）网架一做是双层的,在某些情况下也可以做成三层网架结构受杆件通过节点有机的结合起来。节点一般设计成铰接,材料主要承受轴向力,杆件的截面相对小。网架结构最大的转点是由于杆件之间的互相支撑作用,很多杆件从两个方间成多个方向有规律的组成高次超静定空间结构,它刚度大多、整体性好，抗震能力强,而且能够承受由于地基不均匀沉降所带来的不利影响。即使在个别杆件受到损伤情况下,能自动调节杆件的内力,保持结构的安全:网架的杆件多为钢管，有时也采用其他型钢,材质为Q235或Q345。网架结构能够适应不同的跨度、不同的支承条件的公共建筑和工业厂房的要求,也能适应不同建平面及其组合。 （3）网壳结构属于曲面型型网格结构，网壳只有单层和双层两种,是主要受薄膜内力的壳体,其有杆系构构造简单和薄壳结构受力合理的特点。因而是一类跨越能力大、刚度好、材料省、杆件单一、作安装方便、有广阔应用和发展前景的大跨度和超大跨度的空间结构。 三、柔性空间结构有悬索结构、弦支结构及索膜結构
钢结构之详细解析 一、什么是钢结构 什么是钢结构，用学术语言来说钢结构是以钢材制作为主的结构，是现在主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜。钢结构是由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件；各构件或部件之间采用焊缝、螺栓或铆钉连接的结构。 二、钢结构特点 1、钢材韧性，塑性好，材质均匀，结构可靠性高，适于承受冲击和动力荷载，具有良好的抗震性能。钢材内部组织结构均匀，近于各向同性匀质体。钢结构的实际工作性能比较符合计算理论。所以钢结构可靠性高。 2、材料强度高，自身重量轻，钢材强度较高，弹性模量也高。与混凝土和木材相比，其密度与屈服强度的比值相对较低，因而在同样受力条件下钢结构的构件截面小，自重轻，便于运输和安装，适于跨度大，高度高，承载重的结构。 3、钢结构密封性能好，由于焊接结构可以做到完全密封，可以作成气密性，水密性均很好的高压容器，大型油池，压力管道等。 4、钢结构耐热不耐火，当温度在150℃以下时，钢材性质变化很小。因而钢结构适用于热车间，但结构表面受150℃左右的热辐射时，要采用隔热板加以保护。温度在300℃-400℃时.钢材强度和弹性模量均显着下降，温度在600℃左，钢材的强度趋于零。在有特殊防火需求的建筑中，钢结构必须采用耐火材料加以保护以提高耐火等级。 5、钢结构耐腐蚀性差，特别是在潮湿和腐蚀性介质的环境中，容易锈蚀。一般钢结构要除锈、镀锌或涂料，且要定期维护。对处于海水中的海洋平台结构，需采用“锌块阳极保护”等特殊措施予以防腐蚀。 6、钢结构制造安装机械化程度高，钢结构构件便于在工厂制造、工地拼装。工厂机械化制造钢结构构件成品精度高、生产效率高、工地拼装速度快、工期短。钢结构是工业化程度最高的一种结构。
第一章概论 第一节钢结构的特点和应用 钢结构的特点： 钢结构构件较小，质量较轻，便于运输和安装，便于装拆、扩建。 适用于跨度大、高度高，承载重的结构。 1.钢材的材质均匀，质量稳定，可靠度高； 2.钢材的强度高，塑性和韧性好，抗冲击和抗振动能力强； 3.钢结构工业化程度高，工厂制造，工地安装，加工精度高，制造周期短，生产效率高，建造速度快； 4.钢结构抗震性能好； 5.耐腐蚀和耐火性差。 第二节钢结构的应用范围 一、大跨度结构： 体育场、馆、会展中心、会堂、剧场、飞机库、机车库等。 二、高层建筑： 纽约的西尔斯大厦共110层，总高443m； 深圳的地王商业大厦总高368m； 上海金茂大厦共88层，总高420.5m。 三、工业建筑 设有大吨位吊车，炼钢车间，船体车间，水压机车间。 四、轻钢结构 后面重点讲解。 五、高耸结构(塔桅结构) 高压输电塔，微波站，雷达站，火箭发射塔，海洋石油平台。 随着现代建筑技术发展，塔桅结构由单一功能向多功能方向发展，如加拿大多伦多的电视塔为全钢结构，我国黑龙江省336m高的全钢结构多功能电视塔。 六、活动式结构 水工钢闸门，升船机，三峡的升船机120×18×3.5m，最大提升高度113m，重11800T。 七、可拆卸或移动的结构 钢栈桥、移动式平台，发挥钢结构重量轻，便于运输和安装的优点。
加拿大已建成120多万吨，可容纳5000多人的海上采油平台。 八、高压容器和大直径管道 三峡水利枢纽工程中的发电机组压力钢管内径达12.4m，钢管壁厚60mm。 九、抗震要求高的结构 十、特种结构 钢烟囱、钢水塔，纪念性建筑（北京的中华世纪坛）城市大型雕塑（南海大佛）。 第三节现代建筑钢材的发展 一、高强度钢材 随着人们对结构性能要求的提高，研制和应用高强度钢材、优质钢和各种低合金钢，如Q345（16锰钢）、Q390（15锰钒钢）、Q420（15锰钒氮钢），有些西方国家已把钢材的屈服强度为700～800Mpa或更高强度的低合金钢列入设计规范。 二、耐候钢 美国在优质碳素钢或低合金钢中加入铜铬镍等合金元素试制耐大气腐蚀的用钢，其抗腐蚀性能可提高2～4倍。 我国在80年代开始研制成功可焊接耐候钢。 三、耐火钢 美国在优质碳素钢中加入铜等其他合金元素，研制成耐火钢，耐火可达600℃。 我国宝钢武钢都已生产耐火钢，主要应用在列车上。 四、不锈钢 1.不锈钢的分类 不锈钢的定义是各式各样的，因此不锈钢钢种的范围也是不固定的，根据比较标准的定义，不锈钢是指在钢中加铬元素，且形成钝化状态，具有不锈钢特性的钢材。另一种定义是根据塔曼耐酸法而作出的，认为不锈钢是含铬量在12%（严格讲，是11.74%）以上的钢材。 对不锈钢的分类，因上述定义的关系，也不是十分清楚的，通常，根据不锈钢的成份，将大致地分为铬系和铬镍系两类。 提高耐蚀性—降低含碳量—低碳铬13 （铁素体系）—增加含铬量—低碳铬18 提高淬火硬度—增加含碳量—高碳铬13 同时提高耐蚀性（马氏体系）—增加含碳量—高碳铬18 镍铬系—18-8—提高耐蚀性—降低含碳量—低碳18-8 无磁性（奥氏体系）—添加其他元素—18-8Mg 但更为常用和具有实用意义的，是根据不锈钢在经900-1100℃高温淬火处理后的反应和微观组织。将其分为三类：即淬火后硬化的马氏体系，淬火后不硬化的铁素体系，高镍
钢结构基本原理 第一章概述 1、钢结构设计是怎样确保结构安全、可靠、经济的？ 钢结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用，能够在设计使用年限内满足各项功能要求并且经济合理。我国《建筑结构设计统一标准》规定，建筑结构必须满足安全性、适用性和耐久性的要求。为使建筑物设计符合技术先进、经济合理、安全适用，确保质量的要求，建筑结构方案设计，包括结构选型设计占有重要的地位。建筑结构方案设计和选型的构思是一项很细致的工作，其有充分考虑各种影响因素并进行全面综合分析，才能做出优化的方案选择。结构选型应综合考虑建筑对使用空间的要求、结构的合理几何体型、建筑结构材料的种类、结构设计理论的差异、经挤因素等多种影响因素。 4、钢材脆性破坏和塑性破坏的原因、现象及后果是什么? 原因：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度后才发生，破坏前构件产生较大的塑性变形；脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢材的屈服点，断裂从应力集中处开始。现象：塑性破坏加载后有较大变形，因此破坏前有预兆，断裂时断口呈纤维状，色泽发暗。脆性破坏加载后，无明显变形，因此破坏前无预兆，断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状。后果：脆性破坏危险性大。塑性破坏可以及时采取措施予以补救，危险性相对于脆性破坏稍小。 7、钢材为什么会发生疲劳破坏？如何验算疲劳强度？ 钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续重复荷载循环下不断扩展至断裂的脆性破坏。 第二章钢结构的连接 1、钢结构有哪些连接方法？各有什么特点？ 答：钢结构常用的连接方法有：焊缝连接、螺栓连接、铆接； 焊缝连接：属刚接（可以承受弯矩），除了直接承受动力荷载的结构中、超低温状态下，均可采用焊缝连接。 螺栓连接：属铰接（弯矩为零）一般情况下均可使用；特点是现场作业快，容易拆除，维修方便； 铆接：当结构受力较小的情况下使用； 2、焊缝的连接形式有哪些？简述各种连接形式的适用范围。 答：按被连接钢材的相互位置可分为对接、搭接、T型连接和角部连部四种 焊缝沿长度方向的布置分为连续角焊缝和间断角焊缝二种。连续角焊缝的受力性能较好，为主要的角焊缝形式。间断角焊缝的起、灭弧处容易引起应力集中，重要结构应避免采用，只能用于一些次要构件的连接或受力很小的连接中。
第二章钢结构制作 提要 钢结构的材料不仅密切关系到钢结构的计算理论，同时还对钢结构的制造、安装、使用、造价、安全等均有直接联系。所以，本章内容是学习钢结构的基础。学习时，应全面了解钢材的性能，从而做到能正确选用并防止脆性破坏的产生。 2.1 建筑钢材的选用 2.1.1 钢结构对钢材性能的要求 钢结构的主材是钢材。随着现代炼钢技术的高速发展，钢材的种类众多，性能多样，以适应各行业的不同用途。 建筑钢结构需承受各种荷载，且工作环境和情况亦不尽相同。因此，对其使用的钢材性能有下列要求： （1）较高的强度 钢材强度高可减小构件截面，从而减轻结构自重，节约钢材，降低造价。 （2）较好的塑性和韧性 塑性好的钢材具有足够的应变能力，能在结构破坏前产生明显的变形，从而降低结构脆性破坏的危险性。同时，塑性变形还能调整局部应力高峰，使应力分布逐渐趋于均匀。 韧性好的钢材具有较强的抵抗脆性破坏的能力。对低温寒冷地区和承受重复荷载作用需验算疲劳的钢结构，对钢材的韧性要求更高。 （3）良好的加工和可焊性能 将钢材制造成钢结构，需经过冷加工（剪切、钻孔、冷弯等）、热加工（气割、热弯等）和焊接等工序，故钢材不仅应具有易于冷、热加工的工艺性能和可焊性能，而且材性（强度、塑性、韧性等）不会明显改变，否则对结构会产生不利影响。
（4）专用的特种性能（耐候、耐火、Z向性能） 露天钢结构或在有害介质作用下的钢结构均有较高的防腐要求，对重要的建筑钢结构还有较高的防火要求。然而，一般钢材的防腐、防火性能均较差（在600℃时完全丧失承载力。在高温火焰燃烧下，仅15min即可能垮塌），虽可涂刷防腐或防火涂料加以改善，但操作较繁，且维护费用较高。若钢材自身能具有耐候（抗大气腐蚀）、耐腐（抗海水腐蚀，如航空母舰）、耐火性能，则有利于钢结构的应用。 高层建筑钢结构用的钢板常沿Z向（厚度方向）受拉，故可能产生层状撕裂。因此，对厚度较大钢板应有Z向性能要求。 2.1.2 钢材的性能 钢材的性能通常用强度、塑性及韧性、Z向性能和可焊性表述。专用钢材则另外附加其他特种性能，如耐火、耐候性能等。 2.1.2.1 钢材的强度 钢材的拉伸试验是用规定形式和尺寸的标准试件，在常温20℃±5℃的条件下，按规定的加载速度在拉力试验机上进行，用x—y函数记录仪记录试件的应力—应变曲线，曲线的纵坐标为应力ζ，ζ= N/A，横坐标为ε，ε=Δl/l。图2.1所示为Q235钢的典型应力—应变曲线。曲线的5个工作阶段： 1）弹性阶段图2.1中OB段，应力与应变呈线性关系，ζ= Eε；该段称弹性阶段，B点的应力 σ称为比例极限，亦称弹性极限；E为该直线段的斜率，为钢 p 材的弹性模量，N/mm2 ? =。该阶段卸荷后，变形可恢复，称弹性变形。 E5 06 10 2. 2）弹塑性阶段图2.1中BC段，应力与应变呈曲线关系，表明应变的增长比应力快，切线模量，曲线上任一点的切线斜率，随应变增加而降低。钢材的变形包括卸荷后可恢复的弹性变形和不可恢复的塑性变形两部分。
8.1.1厂房结构的组成 1横向框架由柱和它所支撑的屋架组成，是厂房的主要承重体系，承受结构的自重、风、雪荷载和吊车梁的竖向和横向荷载，并把这些荷载传递到基础。 2 屋盖结构承担屋盖荷载的结构体系，包括横向框架的横梁、托架、中间屋架、天窗架、檩条等。 3 支撑体系包括屋盖部分的支撑和柱间支撑等，它一方面与柱、吊车梁等组成厂房的纵向框架，承担纵向水平荷载；另一方面又把主要承重体系由个别的平面结构连成空间的整体结构，从而保证了厂房结构所必需的刚度和稳定。 4 吊车梁和制动梁（或制动桁架）主要承受吊车梁竖向及水平荷载，并将这些荷载传导横向框架和纵向框架上。 5 墙架承受墙体的自重和风荷载。 8.1.2厂房结构的设计步骤 1、建筑方面首先要对厂房的建筑和结构进行合理的规划，使其满足工艺和施工要求，并考虑将来可能发生的生产流程变化和发展，然后根据工艺设计确定车间平面及高度方向的主要尺寸，同时布置柱网和温度伸缩缝，选择主要承重框架的形式，并确定框架的主要尺寸；布置屋盖结构、支撑体系及墙架体系。 2、结构设计方面结构方案确定以后，即可按设计资料进行静力计算、构件及连接设计，最后绘制施工图，设计时应尽量采用构件及连接的标准图集。 8.1.3柱网和温度伸缩缝的布置 进行柱网布置时,应注意以下几方面的问题：满足生产工艺的要求满足结构的要求符合经济合理的要求符合柱距规定要求 温度伸缩缝温度变化将引起结构变形，使厂房结构产生温度应力。故当厂房平面尺寸较大时，为避免产生过大的温度变形和温度应力，应在厂房的横向或纵向设置温度伸缩缝。温度伸缩缝的布置决定与厂房的纵向和横向长度。 8.2厂房结构的框架形式厂房的主要承重结构通常采用框架体系，因为框架体系的横向刚度较大，且能形成矩形的内部空间，便于桥式吊车运行，能满足使用上的要求。 框架的跨度L0 框架的跨度，一般取为上部柱中心线间的横向距离，可由下式定出：L0=LK+2S 式中LK——桥式吊车的跨度S ——由吊车梁轴线至上段柱轴线的距离，应满足下式要求：S=B+D+ b1 /2 B——吊车桥架悬伸长度，可由行车样本查得；D ——吊车外缘和柱内边缘之间的必要孔隙：b1——上段柱宽度。S 的取值：对于中型厂房一般采用0.75m或1m，重型厂房则为1.25m甚至达2.0m。 框架的高度H 框架高度为柱脚底面到横梁下弦底部的距离：H=h1+h2+h3 式中h3——地 面至柱脚底面的距离。h2 ——地面至吊车轨顶的高度,由工艺要求决定; h1 —— 吊车轨顶至屋架下弦底面的距离：h1=A+100+(150~200)(mm) 式中A为吊车轨顶 至起重小车顶面之间的距离；100mm是为制造、安装误差留出的孔隙；（150～200） mm则是考虑屋架的挠度和下弦水平支撑角钢的下伸等所留的孔隙。 计算单元划分原则 a. 每一纵向柱列至少有一根柱划入计算单元，一般以最大柱 距作为划分计算单元的标准；b. 可以采用柱距的中心线作为划分计算单元的界限， 也可以采用柱的轴线作为划分计算单元的界限。如采用后者，则对计算单元的边柱 只应计入柱的一半刚度，作用于该柱的荷载也只计入一半。c. 在一个计算单元的一 列柱不宜超过5个柱距，计算单元的长度不宜大于30m。 计算假定（结构力学假定）对于由格构式横梁和阶形柱(下部柱为格构柱)所组成的 横向框架,一般考虑桁架式横梁和格构式的腹杆或缀条变形的影响,将惯性矩(对高 度有变化的桁架式横梁按平均高度计算)乘以折减系数0.9，简化成实腹式横梁和实 腹式柱。对柱顶刚接的横向框架，当满足KA B/KAC≥4时,可近似认为横梁刚度 为无穷大,否则横梁按有限刚度考虑。 框架的计算跨度取为两上柱轴线间距离。 框架的计算高度：柱顶刚接时，取柱脚底面至框架下弦轴线（横梁无限刚性）或柱 脚底面至横梁端部形心（横梁有限刚性）；柱顶铰接时，取柱脚底面至横梁主要支 承节点间距离。 框架柱的类型按结构形式分：等截面柱、阶形柱、分离式柱 柱间支撑的作用 1、与框架柱组成刚强的纵向构架，保证厂房的纵向刚度。 2、承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应 承受厂房纵向的地震力，并传至基础。 3、为框架在框架平面外提供可靠的支承，减少柱在框架平面外的计算长度。 柱间支撑的组成屋架端部高度范围内的垂直支撑和上、下系杆；在吊车梁或 吊车桁架以上至屋架下弦间设置的上段柱支撑；在吊车梁或吊车桁架以下至柱脚处 设置的下段柱支撑和系杆。 柱间支撑的布置温度区段小于90m时，中央设置一道下层支撑，大于90m， 三分点处设置。上层支撑设置温度区段两端及下层支撑对应点处。 柱间支撑的布置布置柱间支撑应满足生产净空的要求；要尽可能与屋盖横向水平 支撑的布置相协调；考虑温度应力；每一温度区段的每一列柱，一般均应设置柱间 支撑。下段柱支撑的位置是决定纵向结构变形和产生温度应力的大小，因此，应 尽可能设在温度区段的中部。 上段柱支撑除在下段柱支撑的柱间布置外，为了满足结构的安装要求、提高 厂房结构上部的纵向刚度及传递端部山墙的风荷载，应在温度区段的两端布置。 等截面柱的柱间支撑，一般沿柱的中心线设置单片支撑。 柱间支撑的结构形式十字形交叉支撑。构造简单、传力直接、用料节省，最为普遍。 八字形、人字形支撑。一般用于上段柱的柱间支撑。门架形支撑。构造复杂、 用料多，用于工艺、设备特殊要求处。 屋盖结构体系⑴无檩屋盖。大型屋面板直接放在屋架或天窗上。 ⑵有檩屋盖。常用于轻型屋面材料的情况。 屋盖结构的形式屋架选形首先取决与建筑物的用途，其次应考虑用料经济施工 方便、与其他构件的连接以及结构的刚度等，再次取决于屋面材料要求的排水坡度 腹杆布置的原则：应使内力分布趋于合理，尽量用长杆受拉、短杆受压，腹杆的数 目宜少，总长度要短，斜腹杆倾角一般在30º~60º之间,应使荷载作用在结点上,节点 构造要求简单合理,便于制造。 屋架外形常用的有三角形、平行弦、梯型和人字形等。 支承中间屋架的桁架称为托架，一般采用平行弦桁架。托架高度应根据所支撑的屋 架端部高度、刚度要求、经济要求以及有利于节点构造的原则来决定。 为了采光和通风的要求，厂房中常设置天窗。天窗的形式可分为纵向天窗、横向天 窗和井式天窗等。一般采用纵向天窗。 纵向天窗的天窗架形式一般有多竖杆式、三铰拱式和三支点式。 屋盖支撑的作用①保证结构的空间整体作用②避免压杆侧向失稳,防止拉杆产生过 大的振动。③承担和传递水平荷载（如风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震荷载）。 ④保证结构安装时的稳定与方便。 支撑的布置①上弦横向水平支撑。一般设置在房屋两端或纵向温度区段两端。 ②下弦横向水平支撑。一般与上弦横向水平支撑布置在同一柱间。③纵向水平支撑。 设置在屋架端节间平面内。④垂直支撑。应与屋架上、下弦水平支撑设置在同一 柱间。⑤系杆。为支持未连支撑的平面屋架和天窗架，保证它们的稳定和传递水平 力，应在横向支撑或垂直支撑节点处通长设置系杆。 支撑的计算和构造屋架的横向和纵向水平支撑都是平行弦桁架，垂直支撑也是 平行弦桁架，支撑中的交叉斜杆以及柔性系杆按拉杆设计；非交叉斜杆、弦杆、横 杆以及刚性系杆按压杆设计。 屋架的内力分析基本假定计算屋架内力时，通常将荷载集中到节点上（屋 架作用有节间荷载时，可将其分配到相邻的两个节点），并假定节点的所有杆件轴 线在同一平面内相交于一点，各节点均为立相铰接。 杆件的计算长度和容许长细比桁架平面内：弦杆、支座斜杆和支座竖杆l，其他 腹杆0.8l。0.8为考虑拉杆对节点的嵌固作用。桁架平面外：弦杆应取侧向支撑点 间距离，腹杆取杆长。斜平面：支座斜杆和支座竖杆l，其他腹杆0.9L. 杆件截面形式的确定应考虑构造简单、施工方便、易于连接，使其有一定的侧向刚 度且取材容易。对压杆要等稳定。 杆件的截面选择原则应优先选用宽而薄的板件或肢件，受压杆应满足局部稳 定要求。角钢杆件或T形钢的悬伸肢长不得小于45mm。节点板的厚度选用按表 8.4P224执行。跨度>24m的桁架弦杆可改变一次。同一屋架的形钢规格不宜过多。 当连接支撑等的螺栓孔在节点板范围内且局节点板边缘≥100mm时，计算杆件强 度可不考虑截面的消弱。单面连接的单角钢杆件，按轴心构件计算应考虑偏心影响， 其强度设计值应乘以相应的折减系数。 桁架的节点设计桁架应以杆件的形心线为轴线并在节点处交于一点，宜避免杆件 偏心受力。当弦杆截面沿长度由改变时，为便于拼接和防止屋面材料，一般将拼接 处两侧弦杆表面对齐，宜用受力大的杆件形心线为轴线。节点处，各杆件之间的孔 隙大于15～20mm，焊缝的净距应大于10mm。角钢端部的切割一般垂直于其轴线。 节点板的外形应尽可能简单而规则。节点板边缘与杆件轴线的夹角不应小于15º。 支承大型屋面板的上弦杆，支撑处荷载过大时应加强。 柱的计算长度柱在框架平面内的计算长度应根据柱的形式及两端支撑情况而 定。等截面柱的计算长度按第7章定。对于阶形柱，其计算长度是分段而定的。各 段的计算长度应等于各段的几何长度乘以相应的计算长度系数µ1和µ2，单各段的 计算长度系数µ1和µ2之间有一定联系。 当柱上端与梁铰接时，将柱视为上端自由的独立柱；当柱上端与横梁刚接时，将柱 视为上端可移动但不能转动的独立柱。 柱的截面验算单节柱的上柱，一般为实腹工字形截面，选最不利的内力组合按 压弯构件进行截面验算。阶形柱的下段柱一般为格构式压弯构件，需要验算框架平 面内的整体稳定以及屋盖肢与吊车肢的单肢稳定。 肩梁的构造和计算阶形柱支承吊车处，是上、下柱连接和传递吊车梁支反力的 重要部位，它由上盖板、下盖板、腹板及垫板组成，也称肩梁。肩梁有单壁式和双 壁式两种。 托架与柱的连接托架通常支承于钢柱的腹板上。钢柱上应设置支托板和加劲肋以 承受托架的垂直反力，连接托架与柱的螺栓数，按构造上的需求决定。 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构专指主要承重结构为单跨或多跨实腹 门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、可以设置起重量不大于200KN的中、轻级 工作制桥式吊车30KN悬挂式起重机的单层房屋钢结构。 结构形式门式刚架分为单跨、双跨、多跨刚架以及带挑檐的和带毗屋的刚架等形
1.单层厂房钢结构由哪些主要构件组成？ 天窗架、屋架、托架、柱、吊车梁、制动梁（或桁架）、各种支撑以及墙架等构件组成—参考书208页 2.2.1结构构件及结构体系 2.重型厂房屋盖结构常有哪些支撑，屋盖支撑的主要作用是什么？ 屋盖上弦横向水平支撑、屋盖下弦横向水平支撑、屋盖下弦纵向水平支撑、竖向支撑（垂直支撑）、系杆、天窗支撑 屋盖支撑的作用：保证屋盖结构的几何稳定性；保证屋盖的刚度和空间整体性；为弦杆提供适当的侧向支承点;承担并传递水平荷载; 保证结构安装时稳定和方便—作用也可参考书218页 3.梯形钢屋架受压杆件．其合理截面形式，应使所选截面尽量满足 什么要求。 受压杆件一般为屋架的上弦杆，符合不等边角钢且短肢相连的情况，应满足loy=(2～3)lox的要求—书231页和课件第二章2.3杆件截面形式 4.屋架下弦纵向水平支撑一般布置哪里？ 厂房内设有托架，或有较大吨位的重级、中级工作制的桥式吊车； 或有壁行吊车，或有锻锤等大型振动设备；以及当房屋较高，跨度较大，空间刚度要求高时—参考书218页 5.屋架上弦横向水平支撑之间的距离是如何规定的？ 设置在厂房的两端,一般设在第一个柱间或设在第二个柱间,间距L0≤60m—参考书219页 6.当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应 设置哪种系杆？ 当屋架横向支撑设在端部第二柱间时，第一柱间所有系杆均应为刚性系杆—参考课件第二章2.1-2.2系杆的布置原则 7.在设置柱间支撑的开间，应同时设置何种支撑，以构成几何不变 体系。 8.屋架上弦杆为压杆，其承载能力由什么控制；下弦杆为拉杆， 其截面尺寸由什么确定？ 9.在厂房钢结构中为什么要设置支撑体系？如何布置屋盖支撑和柱 间支撑？ 支撑体系的作用（为什么要设置支撑体系）：支撑体系是厂房结构的重要部分。适当而有效的布置支撑体系可将各个平面结构连成整体，提高骨架的空间刚度，保证厂房结构具有足够的强度、刚度和稳定性—参考书217页 屋盖支撑布置原则：—参考书218页 a上弦横向水平支撑布置原则:在有檩条或只采用大型屋面板的屋盖中都应设置屋架上弦横向水平支撑，当有天窗架时，天窗架上弦也应设置横向水平支撑。设置在厂房的两端,一般设在第一个柱间
第二章 1．钢结构和其他材料的结构相比具有哪些特点？ 答（1）强度高，塑性和韧性好（2）钢结构的重量轻（3）材质均匀，和力学计算的假定比较符合（4）钢结构制作简便，施工工期短（5）钢结构密闭性较好（6）钢结构耐腐蚀性差（7）钢材耐热但不耐火（8）钢结构在低温和其他条件下，可能发生脆性断裂，还有厚板的层状撕裂，应引起设计者的特别注意。 2.《钢结构设计规范》（GB500l7—2003）（以下简称《规范》）采用什么设计方法？ 答：《规范》除疲劳计算外，均采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。 3.什么是极限状态？钢结构的极限状态可分为哪两种？各包括哪些内容？ 答：当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态就称为该功能的极限状态。 4.钢结构的极限状态可分为：承载能力极限状态与正常使用极限状态。 （1)承载能力极限状态：包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机动体系和结构倾覆。 （2)正常使用极限状态：包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形，影响正常使用的振动，影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括混凝土裂缝）。 5.结构的可靠性与结构的安全性有何区别? 建筑结构的可靠性包括安全性、适用性和耐久性三项要求。结构可靠度是结构可靠性的概率度量，其定义是：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，称为结构可靠度 6.钢结构设计的基准期是多少?当结构使用超过基淮期后是否可继续使用? 规定时间：一般指结构设计基准期，一般结构的设计基准期为 50年，桥梁工程的设计基准期为100年。设计基准期（design reference period）：为了确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。※设计使用期与设计使用寿命的关系：当结构的设计使用年限超过设计基准期时，表明它的失效概率可能会增大，但并不等于结构丧失所要求的功能甚至报废。规定条件：指正常设计、正常施工、正常使用条件，不考虑人为或过失因素 8.简述建筑钢结构对钢材的要求、指标，规范推荐使用的钢材有哪些？ 1.较高的强度。 2.足够的变形能力。 3.良好的加工性能。 此外，根据结构的具体工作条件，在必须是还应该具有适合低温、有害介质侵蚀（包括大气锈蚀）以及重复荷载作用等的性能。《钢结构设计规范》（GB 50017-2003)推荐的普通碳素结构钢Q235钢和低合金高强度结构钢Q345、Q390及Q420是符合上述要求的。 9.衡量材料力学性能的好坏，常用那些指标？它们的作用如何？ 1.强度性能： 2.塑性性能 3.冷弯性能 4.冲击韧性 10.哪些因素可使钢材变脆，从设计角度防止构件脆断的措施有哪些？ 从理论角度来讲影响钢材脆性的主要因素是钢材中硫和磷的含量问题；如果你的工艺路线不经过热处理那么这个因素影响就小一些；如果工艺路线走热处理这一步（含锻打，铸造）那么这个影响就相当的明显；就必须采取必要的措施；1；设计选材上尽量避开对热影响区和淬火区敏感的材料；2不得已而用之的话那么就要在工艺上采取预防措施；建议你再仔细查阅一下金属材料学；3设计过程中采取防脆断措施如工艺圆角；加强筋；拔模等；有很多；建议你查阅机械设计手册中的工艺预防措施和手段； 11.碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响？、碳(C)：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。4、磷(P)：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变
《钢结构设计原理》概念复习重点提纲 第一章绪论 1、钢结构的特点，应用范围。 第二章钢结构的材料 1、钢结构对材料性能的基本要求是什么？GB50017—2003推荐承重结构宜采用哪四种钢材（或哪四种钢材符 合钢结构对材料性能的基本要求）？ 2、简述钢材的主要机械性能（物理力学性能）指标。检验这些力学性能的试验主要有哪些？ 3、影响钢材力学性能的主要因素有哪些？ 4、各种钢号的表示法及代表的意义。 5、选择钢材时应考虑的主要因素是什么。 第三章钢结构的连接和节点构造 1、目前我国常用的连接方法有哪些？各有什么特点？ 2、焊缝缺陷有哪些？焊缝三级质量检验标准？ 3、角焊缝的尺寸限制：写出h fmin，h fmax，L w min，L wmax的值，为什么要有这些限制？ 4、简述残余应力的影响。 5、对于抗剪螺栓连接，何谓“解钮扣相象”？计算中如何考虑？ 6、绘图说明抗剪螺栓连接的三个工作阶段，并说明普通螺栓连接、承压型高强螺栓连接、摩擦型高强螺栓连接 的承载能力极限状态（设计准则）。 7、普通螺栓抗剪连接可能的破坏形式、设计中如何考虑？ 8、螺栓连接（普通螺栓、承压型高强螺栓、摩擦型高强螺栓）传递各种内力的计算（计算假定、计算方法等）。 第四、五章受弯构件 1、以双轴对称工字形梁为例，画出梁四个工作阶段的正应力分布并加以说明；我国规范设计分别是以何阶段为 依据的？ 2、写出GB50017—2003规定的梁正应力、剪应力、复合应力计算公式。 3、梁正应力验算，考虑梁截面有一定程度的塑性变形的计算有哪些条件？ 4、梁的局部压应力验算条件、验算部位、假定、计算公式及其各符号的含义。若σc > f，你如何处理？ 5、简述梁整体稳定的概念（现象及原因），并分析影响梁整体稳定性的主要因素，提高梁整体稳定性的途径和不 要验算梁整体稳定的条件。 6、为什么当钢梁整体稳定系数Ψb > 0.6时，要用Ψb′来代替Ψb？ 7、组合梁翼缘采用限制宽厚比的办法来保证其板件的局部稳定，写出对于截面不同的强度计算方法，翼缘宽厚 比的限值。 8、组合梁中常采用的腹板加劲肋有几种？简述它们各自的作用。σ、σc、τ各应力作用下，应采取什么措施来提 高组合梁腹板的临界应力？ 9、什么是组合梁的支承加劲肋？计算内容和计算方法？ 10、受弯构件正常使用阶段验算指标是什么？ 第六章轴心受力构件 1、轴压、拉构件强度计算准则是什么？ 2、轴压、拉构件正常使用阶段验算指标是什么？ 3、轴压构件可能有哪几种屈曲形式？轴压杆的屈曲形式主要取决于哪些因素？ 4、什么是柱子曲线？主要影响因素有哪些？较之理想轴压杆，实际轴压杆的受力性能主要受哪些因素影响？为 什么要采用多柱子曲线。 5、在整体稳定计算中，为什么剪力对格构式轴压构件绕虚轴稳定的影响不能忽略？在设计中如何考虑？写出双 肢格构式轴压构件对虚轴的换算长细比公式。 6、轴压杆局部稳定的确定原则？翼缘宽厚比、腹板高厚比限值各多少？ 7、格构式受压构件（轴压或压弯）缀材的计算体系及其假定？（缀条柱－平行弦桁架腹杆，缀板柱－多层刚架 横梁）最大剪力设计值规范规定为多少？ 8、简述横隔的作用和设置原则。 第七章拉弯、压弯构件 1、拉、压弯构件可能有哪几种破坏形式？ 2、拉、压弯构件正常使用阶段验算指标分别是什么？ 3、写出实腹式压弯构件单向受弯的强度验算公式，画出对于实腹式压弯构件，此公式所对应的截面应力分布图 形。 4、写出实腹式压弯构件在弯矩作用平面内稳定的实用计算公式，说明公式中各符号的含义，为什么对于较大翼 缘受压的单轴对称截面尚要计算较小翼缘。 5、写出实腹式压弯构件在弯矩作用平面外稳定的实用计算公式，说明公式中各符号的含义。 6、说明格构式压弯构件整体稳定验算的内容。 1
《钢结构》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称：钢结构课程代码：56030120 课程类别：专业课 学时： 64学时学分：4学分 理论教学：56学时实践教学：8学时 二、教学目的及要求 课程性质与任务 1、课程性质 《钢结构》是土木工程专业学生的一门必修的主要专业基础课。课程教学的目的是使学生掌握钢结构材料、构件和连接的基础知识，熟悉一些常用钢结构构件的计算原理；了解民用和工业建筑中常用钢结构房屋的特点，基本设计方法，计算简图与内力分析，并能按有关专业规范或规程进行钢结构的整体设计、截面计算和构造处理。通过本课程的学习，使学生能解决钢结构设计施工中的一些技术问题，为以后从事施工管理、设计工作打下基础。 2、课程任务 ⑴ 了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景； ⑵ 掌握钢结构材料的工作性能； ⑶ 掌握钢结构基本构件及连接的性能、受力分析与设计计算； ⑷ 了解钢结构体系的组成原理和典型结构形式的设计要点。 三、教学内容（含各章节主要内容、学时分配，并注明重点、难点） 大纲正文 第一章绪论（2学时） 本章讲授要点： 1、了解钢结构的特点和应用； 2、钢结构的设计原则； 3、了解钢结构的发展方向。 重点：无。 难点：无。 第二章钢结构的材料（4学时） 本章讲授要点： 1、了解钢结构所使用钢材的要求； 2、掌握钢材的主要性能和影响钢材性能的因素； 3、了解钢材破坏形式和不同情况下的荷载效应； 4、熟悉钢材类别和钢材选用的原则。 重点：钢材的主要性能和影响钢材性能的因素、钢材类别和钢材选用的原则。 难点：钢材的主要性能和影响钢材性能的因素。 第一节钢材的主要性能 一、钢材的破坏形式 二、单向受拉时的性能 三、冷弯性能 四、冲击韧度 第二节影响钢材性能的主要因素 一、化学成分的影响 二、成材过程的影响 三、影响钢材性能的其他因素 第三节钢材的疲劳 一、常幅疲劳
第一章绪论 1 钢结构的特点：1 轻质高强； 2 塑性韧性好； 3 材质均匀、各项同性、与力学假定吻合、计算结果精确可靠； 4 制造简便、拆卸搬运方便、施工周期短； 5 密闭性好、不渗漏； 6 耐热性好、耐火性差； 7 耐腐蚀性差。 2 钢结构的应用范围：1 大跨度结构；2 重型工业厂房；3承受动力荷载或地震作用的结构；4高层建筑与高耸结构；5 道路桥梁结构；6 水利水工结构；7 轻型房屋钢结构；8 可拆卸、移动房屋及移动结构；9 建筑小品 3 钢结构的结构形式：桁架结构框架结构网络结构拱与拱架结构板式结构张拉结构 4 钢结构的发展方向：1 高效能钢材的发展和应用；2 钢结构设计方法的改进；3 结构形式的革新；4 钢结构的加工制造。 5 塑性：承受静力荷载时，材料吸收变形能的能力。塑性好，会使结构一般情况下不会由于偶然超载而突然断裂，给人以安全保证。 6 韧性：承受动力荷载时，材料吸收能量的多少。韧性好说明材料具有良好的动力工作性能。 7 极限状态：当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态称为结构的极限状态。 8 承载能力极限状态：结构和连接的强度破坏、疲劳破坏和过度变形而不适于继续承载，结构和构件失稳、倾覆、变为机动体系。 9 正常使用极限状态包括：影响正常使用或外观的变形、影响正常使用的振动、影响正常使用的或耐久性的局部破坏等状态。（要求分别采用荷载的标准组合、频遇组合和准永久组合，并使变形等不超过相应的规定限值。） 10 可靠度：结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率。用Ps表示。 11 失效概率：结构不能完成预定功能的概率。用Pf表示。 12 全概率设计法：对结构的各种基本变量均采用随机变量或随机过程来描述，对结构进行精确的概率分析，求得结构最优失效概率作为结构可靠度的直接度量。 13 结构优化设计：以质量最轻和造价最低为目标，包括确定最优结构方案和最优截面尺寸。 第二章钢结构的材料 1 钢结构对材料的要求：1 较高的抗拉强度fu和屈服点fy； 2 较好的塑性、韧性； 3 良好的工艺性能（冷、热加工，可焊性）； 4 对环境的良好适应性。 2 塑性破坏：破坏前有明显的塑性变形，破坏过程长，断口发暗，可以采取补救措施。 3 脆性破坏：破坏前没有明显的变形和征兆，破坏时的变形远比材料应有的变形能力小，破坏突然，断口平直、发亮呈晶粒状，无机会补救。 4 有屈服点钢材σ--ε曲线阶段：弹性阶段弹塑性阶段塑性阶段应变硬化阶段颈缩阶段 5 钢材主要性能：1 单项均匀拉伸性能：弹性模量剪切模量（屈服点抗拉强度伸长率断面收缩率）2 冷弯性能：试件外表面有无裂纹和分层判断3 冲击韧性 6 单向拉伸时钢材的机械性能指标：屈服点抗拉强度伸长率断面收缩率 7 屈服点fy：应力应变曲线开始产生塑性流动时对应的应力，它是衡量钢材的承载能力和确定钢材强度设计值的重要指标。 8 抗拉强度fu：应力应变曲线最高点对应的应力，它是钢材最大的抗拉强度。 9 伸长率δ=（L —L。）/ L。×100％ 10 断面收缩率ψ=（A。—A）/ A。×100％ 11 冷弯性能：衡量钢材在冷加工（常温）塑性变形时抵抗裂纹的能力。 12 冲击韧性：衡量钢材在动力（冲击）荷载、复杂应力作用下抗脆性破坏能力的指标，用断裂时吸收的总能量（弹性和非弹性能）来表示。 13 可焊性：指采用一般焊接工艺就可达到合格焊缝性能。具体变现为：施工上正常焊接工艺下，焊缝不出现裂纹；使用上焊缝力学性能不低于母材力学性能。 14 影响钢材性能的主要因素：化学成分影响；冶炼、烧制、轧制过程及热处理的影响；钢材的硬化；温度影响；应力集中影响；重复荷载作用影响；复杂应力作用下钢材的屈服条件。 15 钢材化学成分： 碳（C）：钢材强度的主要来源，随其含量增加，强度增加，塑性降低，可焊性降低，抗腐蚀性降低。一般控制在0.22%以下，在0.2％以下时，可焊性良好。 硫（S）：有害元素，热脆性。不得超过0.05%。